工业机器人检测

工业机器人检测

工业机器人industrial robot

自动控制的、可重复编程、多用途的操作机，可对三个和三个以上轴进行编程。它可以是固定式或移动式。在工业自动化中使用。

负载 load

在规定速度和加速度条件下，沿着运动各个方向，机械接口处可承受的力和/或扭矩。

额定负载rated load

正常操作条件下作用于机械接口且不会使机器人性能降低的最大负载。

机器人电机使能enable robot motors

使能装置允许机器人电机运行。

机器人电机取消使能disable robot motors

使能装置禁止机器人电机运行。

上电状态power-on state

工业机器人总电源接通但电机取消使能的状态。

空载运行unloaded operation

工业机器人机械接口不具有负载的情况下，接通工业机器人总电源并使能电机，按照预先编制程序运行的状态。

额定负载运行rated loaded operation

工业机器人机械接口具有额定负载的情况下，接通工业机器人总电源并使能电机，按照预先编制程序运行的状态。

上电平均功率Dower-on average Dower

工业机器人在上电状态下功率值，包括机器人除驱动电机外电气装置功率的总和。

空载平均功率 average power without load

工业机器人在空载状况下，一个或几个循环周期内所有电器装置总功率的平均值。

额定负载平均功率average power with rated load

工业机器人在额定负载状况下，一个或几个循环周期内所有电器装置总功率的平均值。

空载运行总能耗total energy consumption without load

工业机器人在无负载状况下机器人所消耗的总能量。

本体能耗body energy consumption

工业机器人在无负载状况下机器人本体所消耗的能量。

一、工业机器人能效评估流程

1.能效评估步骤     

工业机器人能效评估具体操作步骤如下:

a)确定循环运动轨迹并编写循环运动程序;

b)测定确定的负载重心偏移参数、能效测试环境，并记录;

c)热机操作;    

d)接入功率检测设备;

e)进行工业机器人上电状态测试 空载运行测试和额定负载运行测试，获取工业机器

人上电状态功率由线、空载运行功率由线和额定负载运行功率电线:

f)计算工业机器人上电平均功率、空载运行平均功率和额定负载运行平均功率等功率数据;

g)在功率数据的基础上计算工业机器人空载运行总能耗、本体能耗、额定负载总能耗和额定负载能耗等功率数据;

h)在能耗数据的基础上计算工业机器人本体能效和额定负载能效等能效

数据;

i)围绕上电平均功率、空载平均功率、额定负载平均功率、本体能效和额定负载能效等指标，分析工业机器人能效水平;

j)编写工业机器人能效评估报告。

二、工业机器人能效测试方法

1. 一般要求

（1）单位

测试中涉及的电压、能量、功率、时间、长度、速度等，单位应采用国际单位制(SI)。

（2）功率检测设备

测试前，应对功率检测设备进行校准，并在评估报告中注明功率检测设备的误差。

（3）测试温度

测试的环境温度应保持在(20+2)℃范围内采用其他的环境温度应在评估报告中指明并加以

解释。为使机器人和测试设备在实验前处于热稳定状态下，应将它们置于试验环境中足够长的时间(最好一昼夜)。还应防止通风和外部热辐射(如阳光、加热器)。

（4）操作条件

测试中的正常操作条件,应由工业机器人制造商指明。正常操作条件,包括对电源的要求，最大单轴速度要求，负载限制等。

2.热机要求

工业机器人在进行能效测试前应进行热机操作，热机操作应符合要求。

3.机械接口的额定负载

额定负载运行测试应在100%额定角载条件下进行，即制造商规定的质量重心位置和惯性力矩额定负载的重心位置应符合给出的负载重心偏移参数。

4.设备连接

功率检测设备应按照产品说明书接人工业机器人主电源。

5.循环运动测试要求

（1）测试路径的要求

测试路径的形状为测试平面上的曲线，由多段直线组成，位于测试立方体中。应采用边长为

250 mm,400mm,630mm，1000mm中的最大的立方体。

（2）循环运动

工业机器人应按图2的测试路径以a→c→b→d→a的顺序循环运动，并按规定的运动速度及循环次数，进行循环运动，并编写循环运动程序。

对于六自由度工业机器人，运动过程中应保持固定的姿态。对于少于六自由度的工业机器人，运动过程中宜使用尽量少的姿态指令。在试验报告中应说明指令位姿的数目、位置和编程方法(示教编程人工输人数据或离线编程)。

（3）循环运动测试速度与次数

循环运动测试应在制造商规定的额定轨迹速度的100%，50%和10%下进行。在每一条轨迹线段中,工业机器人能在50%的线段长度中达到规定速度，循环测试才是有效的，且在空载运行测试和额定负载运行测试中，在不同的运行速度下循环次数均应为10次，循环运动方式和时间相同。

三、能效分析

能效指标是对工业机器人能量利用效率的反映，通过各能效评估指标对工业机器人的能效水平进行分析，各指标含义如下:

--上电平均功率:工业机器人在上电状态下功率值，包括机器人除驱动电机外电气装置功率的总和，反映工业机器人在控制器、开关电源等电气装置的能耗情况。上电平均功率值越小，工业机器人在除驱动电机外电气装置的能量损耗越低。

--空载平均功:工业机器人在空载状况下，一个或小个循环周期内所有电器装置总功率的平均

值，反映工业机器人在空载状态下的能耗情况。同负载水平的工业机器人中，空载平均功率值越低，工业机器人空载运行状态能耗越低。

--额定负载平均功率:工业机器人在额定负载状况下，一个或几个循环周期内所有电器装置总功率的平均值，反映工业机器人在额定负载状态下的能耗情况。同负载水平的工业机器人中，额定负载平均功率值越低，工业机器人额定负载运行状态下能耗越低。

--本体能效:工业机器人在无负载状况下机器人本体能耗与空载运行总能耗的比值，反映了工业机器将输入电能转换为工业机器人本体输人能量的效率。本体能效值越大，工业机器人将输入电能转换为机器人本体能量效率越高。

--额定负载能效:工业机器人在额定负载状况下机器人额定负载能耗与额定负载运行总能耗的比值，反映了工业机器人将输入电能转换为有效输出能量的效率。额定负载能效值越大，工业机器人将电能转换为有效输出机械能的效率越高。

四、评估报告的编写

工业机器人能效评估报告应包含如下内容:

--工业机器人的型号、制造商、制造时间以及软件版本号: --测试场所、日期、测试温度、热机时间以及测试负责人;

--功率检测设备的类型、型号、制造商及精度；

--额定负载质量及负载图[负载图应在机械接口坐标系来说明负载重心(质心)的位置;

--循环运动轨迹、测试立方体边长及编程方法;

--上电状态测试、空载运行测试及额定负载运行测试的功率曲线;

--工业机器人上电平均功率，空载平均功率、额定负载平均功率、本体能效和额定负载能效。